校准放射治疗系统的方法

专利名称：校准放射治疗系统的方法
技术领域：
本发明涉及放射治疗领域。具体地，本发明涉及确定包括放射 治疗单元的放射治疗系统中的定位系统相对于放射治疗单元的固定
放射焦点(focus point)的预定位置的方法、系统、测量工具和计 算机可读介质。
背景技术：
外科技术的发展这些年来取得了重大的进步。例如，对于需要 脑外科手术的患者，现在有使患者受到非常小的创伤的非侵入式外
科手术可用。
立体定向放射外科手术是这样的微创治疗形式，它允许将单次 大剂量的放射传递给特定的颅内靶(target)，而不伤害周围的组织。 不同于传统的分次放射疗法，立体定向放射外科手术不依赖于或利 用肿瘤性病变相对于正常大脑的较高的放射敏感性(治疗比率)。 其选择性的破坏主要取决于精确聚焦的大剂量放射和离开所限定靶 的陡峭的剂量梯度。.生物效应是在大刑量的靼区(target volume) 中不可恢复的细胞损伤和延迟的血管闭塞。因为不要求治疗比率， 所以可以治疗传统的抗放射病变。然而，由于使用了破坏性的剂量， 因此在乾区内的任何正常结构都受到损伤。
一种这样的非侵入式放射治疗技术是所谓的LINAC(直线加速 器)放射治疗。在LINAC放射治疗系统中，准直的x光束被聚焦在 立体定向标识的颅内耙(stereotactically identified intracranial target)上。在这样的加速器中，电子被加速到接近光速，并与诸如 鵠的重金属碰撞。碰撞主要产生热，但是较小百分比的能量被转变 成高能的光子，由于它们是在电学上产生的，它们被称为"x光"。LINAC的机架(gantry)围绕患者旋转，产生聚焦在靶上的放射弧。 接着在水平平面上旋转患者躺在其中的床，并完成其他弧。用这种 方式，多个非共面的放射弧在靶区相交，并产生高的靶剂量(target dose)，引起对周围大脑的影响最小的放射。x光通常是通过将电子 加速到接近光速然后使它们与重金属(如鵠)碰撞来产生的。碰撞 主要产生热，但是较小百分比的能量被转变成高能的质子，其被准 直并聚焦到靶上。
用于非侵入式外科手术的另 一系统以Leksell Gamma Knife 的 名称出售，该系统借助于伽马放射来提供这样的外科手术，放射从 大量固定的放射源发出，并且借助于准直器(即用于获取有限横截 面的光束的通路或通道)被聚焦到限定的靶或治疗区(treatment volume)。每个源提供不足以损伤干预组织(intervening tissue )的 伽马放射剂量。然而，组织破坏在来自所有放射源的放射束相交或 会聚(导致放射达到破坏组织的水平)处发生。会聚点在下文中被 称为"焦点"。这样的伽马放射设备在US4，780，898中提到和描述。
在该系统中，患者的头部被固定在限定头部中的治疗区的位置 的立体定向仪器中。此外，患者被紧固(secure)在患者定位系统 中，所述定位系统移动整个患者以便定位与系统的放射单元的焦点 吻合的治疗区。
罔此，在诸如LINAC系统或Leksell Gamma Knife 系统的放 射治疗系统中，移动患者以便定位与系统的放射单元的焦点吻合的 治疗区的定位系统是精确和可靠的非常重要。换而言之，定位系统 必须能够非常精确地定位与焦点吻合的治疗区。此外，随着时间的 过去这种高精确性还必须维持。
可以通过如使用在某个位置中设有放射敏感膜的人体模型 (phantom)的放射测量来确定在包括放射治疗单元的放射治疗系 统中的定位系统相对于放射治疗单元的固定放射焦点的预定位置。 另 一种方法是将放射敏感膜施加到适合于安装在定位系统中的工具 上，所述工具设有参考标记，使得其可以被安装在相对于定位系统的限定位置中。依照其他方法，使用在某个位置中设有电离室的人 体模型。然而，间接的方法是耗时且不精确的。
因此，需要确定或验证包括放射治疗单元的放射治疗系统中定 位系统相对于放射治疗单元的固定放射焦点的预定位置的有效且可 靠的方式。

发明内容
本发明的一个目的是提供确定或验证包括放射治疗单元的放射 治疗系统中定位系统相对于放射治疗单元的固定放射焦点的预定位 置的有效且可靠的方法。
本发明的另 一 目的是提供以较高的精度确定或验证包括放射治 疗单元的放射治疗系统中定位系统相对于放射治疗单元的固定放射 焦点的预定位置的方法。
本发明的又一 目的是提供确定或验证包括放射治疗单元的放射 治疗系统中定位系统相对于放射治疗单元的固定放射焦点的预定位 置的产生可重复结果的方法。
通过提供具有在独立权利要求中限定的特征的方法、系统、测 量工具和计算机可读介质来实现这些和其它目的。在从属权利要求
中限定优选实施例。
依照本发明的第一方面，提供了确定在放射治疗单元中定位系
统相对于固定焦点位置的预定位置的方法。该放射治疗系统包括 具有固定放射焦点的放射治疗单元；测量工具，用于保持适合于相 对于测量工具测量焦点中的放射强度的至少一个二极管元件；定位 系统，用于相对于放射治疗单元中的固定焦点定位患者内的治疗区， 其中测量工具能被配置成与定位系统固定啮合；以及控制系统，适 合于控制定位系统的移动以便确定预定位置。
依照本发明的第二方面，提供了用于确定在放射治疗系统中定 位系统相对于固定焦点位置的预定位置的控制系统，所述放射治疗 系统包括具有固定的放射焦点的放射治疗单元；测量工具，用于
9相对于测量工具保持适合于测量焦点中的放射强度的至少一个二极
管元件；定位系统，用于相对于放射治疗单元中的固定焦点定位患 者内的治疗区，其中测量工具能被配置成与定位系统固定啮合；以 及控制系统，包括适合于控制定位系统的移动以便确定预定位置的 处理装置。
依照本发明的第三方面，提供了用于保持适合于测量放射强度 的至少一个二极管元件的测量工具，包括适合于可松开地安装在所 述测量工具的基座上，所述基座与定位系统的至少 一个啮合点 (engagement point) 固定啮合。
依照本发明的另一方面，提供了可直接载入到放射治疗系统的 控制系统的内部存储器中的计算机程序产品，包括用于使控制系统 依照根据第一方面的方法执行步骤的软件代码部分。
因此，本发明是基于使用提供与检测到的放射基本上成比例的 输出的放射敏感二极管元件来确定包括放射治疗单元的放射治疗系 统的定位系统相对于放射治疗单元的固定放射焦点的预定位置。二 极管元件被安装在测量工具中，该测量工具接着可以以可重复的方 式被安装在放射治疗系统的定位系统中。二极管是小的，即相对于 焦点具有小的敏感区，并且对所产生的信号使用高的放大率 (amplification)。测量工具被用于借助定位系统来扫描放射治疗 系统的放射单元的固定焦点。在放射梯度高的地方，即在放射曲线 的边沿(edge)处收集或获取有关定位系统的坐标的测量值。扫描 沿着至少三个轴执行。由于在放射强度曲线的边沿处小的位置调整 导致放射强度的大改变，因此可以获取高度的测量精确度。
另 一优点是由于本发明的测量方法对噪声和时间延迟的鲁棒
性，因此可以获得测量的高度可重复性。该对噪声和延迟的鲁棒性
主要通过在放射梯度高的地方，即在放射曲线的边沿处测量来获取。 对噪声和延迟的鲁棒性可以进一步通过在低通过滤器中在适当
的频率处过滤来自二极管的输出信号来改善。
另 一优点是包括具有二极管的测量工具的定位系统和控制系统被用于测量焦点位置，而无需任何附加的测量工具，这降低了定位 系统和/或控制系统的可能的测量误差。
还有一优点是与使用例如在某个位置中设有放射敏感膜的人体 模型来确定放射焦点位置的间接方法相比，通过用二极管扫描聚焦 区域，可以直接测量放射焦点的精确的相对位置。
如本文所使用的，术语"测量工具，，是指用于保持二极管元件
(优选地是表面安装(surface-mount)在电路板上的二极管)的单 元。依照一个实施例，测量工具适合于被安装在与用于固定患者(或 者更合适地，患者的包含要治疗的组织区域的一部分)的固定单元 精确相同的位置处与定位系统固定啮合。固定单元的坐标由固定单 元坐标系来定义，通过与治疗区的固定关系，固定单元坐标系也用 于定义治疗区的轮廓。在操作中，相对于固定放射焦点来移动固定 单元，由此移动固定单元坐标系，从而将焦点精确地定位在固定单 元坐标系的预期坐标处。测量工具由此可使用相同的坐标系，即固 定单元坐标系。
固定单元和坐标系的示例分别包括Leksell立体定向头部框架 以及Leksell XYZ坐标系，Leksell XYZ坐标系是由与固定单元的框 架完全对准的三个正交轴定义的笛卡儿坐标系，所述固定单元的框 架被配置为具有三条正交的边。相对于患者，x轴在患者的内外侧 (medial-lateral)方向上延伸，y轴在前后(anterior-posterior)方 向上延伸，而z轴在头尾(cranial-caudal)方向上延伸。换而言之， 如果患者在Leksell XYZ坐标系中被适当定位，则x轴将是从患者 的耳朵到耳朵，z轴是从患者的头部到脚趾，而y轴是从患者的背 部到正面。然而，应该注意，可以使用用于定义由固定单元固定的 区的其他坐标系以及其他类型的固定单元，而不背离所要求保护的 本发明的范围。
保持二极管元件的测量工具设有至少一个啮合点，用于将固定 单元安装到定位系统中提供的至少一个相应的啮合点中。当安装时， 测量工具与患者定位系统固定啮合，并且不能相对于定位系统平移
ii或旋转。为此，优选地将多个啮合点用于辅助旋转或角度固定。然 而， 一 个锁定测量工具和定位系统之间的角度和平移关系的固定点 也是预期在本发明的范围内的。
无论在测量工具和患者定位系统之间使用一个啮合点还是若干 个啮合点，都以非常高的精确度来制造定位系统的啮合装置的啮合 点，而没有到测量工具的任何间隙或空隙。换而言之，测量工具到 患者定位系统的固定具有非常高的定位精确度可重复性。由此，测 量工具坐标系和测量工具(由此的定位系统)的各啮合点之间的关 系对系统是已知的，并且也是固定的。因此，只要测量工具被安装 为与定位系统啮合，那么就无需重新校准定位系统。
在本发明的一个实施例中，在预定数目的测量点的每个处获取
测量数据，其中所述测量数据是从放射强度曲线获取的；以及相对 于放射单元的固定焦点来确定患者定位单元的位置。
在本发明的又一实施例中，借助于定位系统定位至少一个二极 管元件，使得二极管元件的敏感区基本上位于固定焦点处。
依照本发明的一个实施例，使用测量工具坐标系关于放射单元 的固定焦点的相对位置确定二极管元件的敏感区的坐标，并且将该 坐标存储为对该特定测量工具和二极管元件的校准值。由于已知固 定单元坐标系的位置是相对于放射单元的固定焦点的，因此扫描的 测量值可用于确定二极管元件的敏感区的坐标。这些坐标因此可以 被存储为对该特定二极管元件的校准值。因此，显著地降低了由二 极管导致的测量误差的风险。这使得可以使用表面安装在电路板处
的标准类型的二极管(如硅p-n结二极管)，显著地降低了测量工 具的成本。此外，可以对相同的定位系统使用若干个测量工具，而 无需为每个新的固定单元重新校准定位系统，因为每个工具和二极 管元件具有其自己的校准值。
在本发明的一个实施例中，在二极管元件基本上位于固定焦点
上的位置处获取第一测量值；确定对应于在二极管元件基本上位于 固定焦点上的位置处的放射强度的值；以及在放射强度曲线的边沿
12处沿着三个基本上正交的移动轴的预定数目的测量点处获取测量数 据，其中所述边沿借助于对应于二极管元件基本上位于固定焦点的 位置处的放射强度的值来标识，所述数据包括坐标和放射强度。
在本发明的另 一实施例中，通过依照测量协议沿三个基本上正 交的移动轴移动二极管元件在沿三个移动轴的放射曲线的每个边沿 的预定数目的测量点的每一个处获取测量数据。在特定的实施例中， 在每个轴处的放射曲线的每个边沿处获取三个测量值。
依照本发明的一个实施例，使用在相应的轴处获取的位置来确 定放射曲线的半高宽的中心的坐标。
在本发明的一个具体的实施例中，对于相应的轴对所获取的坐
标求和；以及将对于相应的轴的和除以所获取的坐标值的数目以获
取半高宽的中心的坐标。
在本发明的又一实施例中，在测量工具处配置多于一个二极管 元件。因此，可以通过比较来自不同的二极管元件的测量数据来检 查定位系统的精确性和准确性。
如本领域的技术人员可以认识到的，本发明的方法的步骤及其 优选实施例适合于实现为计算机程序或计算机可读介质。
从结合附图使用的以下描述可以更好地理解表征本发明的有关 組织和操作方法的特征及其其他的目的和优点。可以清楚地理解附 图是为了说明和描述的目的，而非旨在限定本发明的界限。当结合 附图阅读以下描述时，由本发明所获得的这些和其他目的以及所提 供的优点将变得更加充分地清晰。


现在将参考附图更详细地描述本发明的优选实施例，其中 图1示出了适合于使用本发明的放射治疗系统的一般原理； 图2示出了在本发明的校准方法中使用的定位系统； 图3更详细地示出了在本发明的校准方法中使用的定位系统的 包括啮合点的一部分；图4示意性地示出了依照本发明的控制系统； 图5a示出了包括二极管元件的测量工具的一个实施例； 图5b示出了包括二极管元件的测量工具的另一实施例； 图6示出了 Leksell XYZ坐标系；以及
图7示意性地示出了依照根据本发明的方法的一个实施例执行 的一般步骤。
具体实施例方式
参考图1-6，本发明所适用的放射治疗系统包括放射单元10 和患者定位单元20。在放射单元10内，提供了放射源、放射源保 持器(holder)、准直器主体以及外部屏蔽元件。准直器主体包括 以本领域中公知的方式被导向公共焦点的大量准直器通道。
准直器主体也充当防止放射从除了准直器通道之外到达患者的 放射屏蔽。适用于本发明的放射治疗系统中的准直器装置的示例可 以在WO 2004/06269 Al中找到，通过引用将其整体并入本文。然 而，本发明也适用于使用其他装置将放射准直到固定的焦点上的放 射治疗系统，例如在美国专利号4,780,898中所公开的。此外，本 发明也适用于LINAC放射外科系统，其中准直的x光束被聚焦到立 体定向标识的颅内靶上，并且LINAC机架围绕患者旋转，产生聚 焦到靶上的放射弧。
患者定位单元20包括刚性框架(rigid framework) 22、可滑动 或可移动支架24以及用于相对于框架22移动支架24的发动机(未 示出)。支架24还设有用于支撑和移动整个患者的病床26。在支 架24的一端，提供了用于直接或经由适配器单元42接收并固定患 者固定单元的固定装置28。依照本发明的一个实施例，用于保持二 极管元件(优选地是表面安装在电路板上的二极管)的测量工具适 合于被安装在与用于固定患者(或者更合适地，患者的包含要治疗 的组织区域的 一部分)的固定单元精确相同的位置处与定位系统固 定啮合。在图5a和5b中示出测量工具的实施例。固定单元的坐标
14由固定单元坐标系定义，通过与治疗区的固定关系，固定单元坐标 系也用于定义治疗区的轮廓。在操作中，相对于固定放射焦点来移 动固定单元，由此移动固定单元坐标系，从而将焦点精确地定位在 固定单元坐标系的预期坐标处。测量工具由此可使用相同的坐标系， 即固定单元坐标系。
依照所示的实施例，固定装置28包括两个啮合点30、 32，所 述啮合点被配置用于防止患者固定单元相对于可移动支架24平移 和/或旋转移动。
如可以从图l和2理解的，所描述的实施例涉及用于向患者头 部中的乾区提供伽马放射治疗的放射治疗系统。这样的治疗通常被 称为立体定向放射外科手术。在治疗期间，患者的头部被固定在立 体定向头部框架形式的固定单元中，所述固定单元包括适合于与放 射治疗系统的啮合点30、 32啮合的啮合点。由此，在立体定向放射 外科手术期间，患者的头部被固定在立体定向框架中，所述立体定 向框架接着经由啮合点30、 32被固定地附接到患者定位系统上。在 沿着图1所示的三个正交轴x、 y和z相对于放射焦点移动在患者头 部中的治疗区期间，沿着轴移动整个患者。由此，在患者定位系统 20的头部框架和支架24之间没有相对的移动。
现在转向图4，示出了特别地连接到患者定位单元20和放射治 疗单元10的控制系统43。此外，当在患者定位单元20中进行安装 时，测量工具50和至少一个二极管元件54 (见图5a)可以:故连接 到包括微处理器的处理装置44。在一个实施例中，患者定位单元20 通过两个连接被连接到控制系统43的信号处理装置46,经过放大 器45的第一连接用于输入放射强度数据，并且第二连接用于输入位 置数据。由此，在测量会话期间，与位置和放射强度相关的测量值 可以经由定位单元20和二极管元件54获取并在处理装置44中进行 处理，以便确定患者定位单元20相对于放射治疗单元10的固定放 射焦点的位置。在测量会话期间，定位系统20的移动由控制系统 43依照测量协议来控制。测量协议可以被存储在控制系统43的存储装置47中。在本发明的一个实施例中，测量协议包括用于患者定 位单元20依照预定方案扫描放射治疗单元10的固定焦点以获取预 定数目的测量值的指令。为了详细描述，在二极管元件基本上位于 固定焦点(放射强度处于最大水平)上的位置处获取第一测量值。 该最大强度被用作标识放射强度曲线的边沿的参考值。此外，在放 射强度曲线的边沿处沿三个基本上正交的移动轴的预定数目的测量 点处获取包括坐标和放射强度的测量数据。在一特定实施例中，每 个方向(或轴)被扫描两次(即来回)，获取每个边沿三个测量值
(例如在最大强度的47%、 50%和53%处)。处理装置44适合于 处理所获取的测量数据，并且在一个实施例中，对于一个轴获取的 值被求和并且除以值的数目。在该特定实施例中，12个位置值被求 和并且除以12，以获取半高宽的中心。如本领域的技术人员所理解 的，有多个可以在上述测量过程中使用的可构想的测量方案。例如， 可以对每个轴(例如在每个边沿的最大强度的45%、 47%、 50%、 53 %和55%处)测量20个位置值(每个方向被来回扫描)，所述 20个位置值被求和并除以20。此外，有用于计算半高宽的中心的其 他可能的程序，例如使用加权的平均值。
此外，控制系统43包括通信电路47，所述通信电路可以包括 例如用于与诸如操作单元49的外部设备通信的数据总线。操作单元 49可以包括监视器(未示出)，用于通过GUI("图形用户界面") 向用户呈现诸如测量结果的信息；以及诸如键盘和鼠标的输入装置
(未示出)，允许用户输入命令(例如指示控制系统43发起测量会 话的命令)。
现在参考图5a和5b,将讨论安装在患者定位单元中的测量工 具的实施例。依照该实施例，测量工具50包括表面安装在电路板上 的标准类型的二极管54。依照其他实施例，测量工具50可以包括 多于一个二极管元件，例如三个或四个二极管元件。电路板55接着 被固定附接在测量工具基座56上，所述基座适合于安装在与用于固 定患者的固定单元精确相同的位置处与定位单元20固定啮合。在示出的实施例中，基座56是平板，但是如技术人员可以认识到的，它 可以用提供有关在与用于固定患者的固定单元精确相同的位置处与 定位单元20固定啮合的相似功能的其他方式来构建。例如，它可以 借助于具有用于保持电路板的装置并适合于被配置成在与用于固定 患者的固定单元精确相同的位置处与定位单元20固定啮合的框架 来构建。在图5b中，示出了包括框架59形式的基座的测量工具50，， 适合于保持在其上表面安装有标准类型的二极管54的电路板55。
基座56 (或框架59 )被配置成与Leksell XYZ坐标系的x和y 轴方向完全平行，这将在下文中描述。基座56 (框架59)设有啮合 点(未示出)，所述啮合点被配置成用于与固定装置28的啮合点 30、 32固定啮合，见图3。 z轴基本上与基座56的表面垂直，而二 极管元件54和电路板55指向z轴的负方向。
依照本发明的各实施例，例如利用主系统，使用测量工具坐标 系关于放射单元的固定焦点的相对位置来确定二极管元件54的敏 感区的坐标，并将其存储为对该特定测量工具50和二极管元件54 的校准值。由于已知固定单元坐标系的位置是相对于放射单元的固 定焦点的，因此扫描的测量值可用于确定二极管元件的敏感区的坐 标。这些坐标因此可以被存储为对该特定二极管元件54的校准值。 当执行测量会话以确定患者定位单元20相对于另一放射治疗单元 的固定焦点的位置时使用该校准值。
为了详细描述，利用主系统，使用测量工具坐标系关于放射单
元的固定焦点的相对位置来确定二极管元件的敏感区的坐标，并将 其存储为对该特定测量工具和二极管元件的校准值。该测量工具和 二极管元件现在可用于创建主工具，该主工具接着可用于依照本发 明来确定定位系统相对于放射单元的固定焦点位置的位置。
图6结合测量工具和二极管元件54示出了 Leksell XYZ坐标系， 该坐标系是笛卡儿坐标系。如图所示，坐标的原点(O，O，O)位于基 座56和二极管元件54的上方。对于患者而言，坐标的原点(O，O，O) 位于后脑之后、右耳之外和头顶之上。因此，患者头部中的任何靶区域(target area )或焦点将由正坐标来定义。在下文中，Leksell XYZ 坐标系的坐标将4皮称为Leksell坐标。
现在转向图7，将描述依照本发明的方法的一个实施例。首先， 在步骤70处，测量工具(如上述测量工具50)被安装在患者定位 单元20中，并且二极管元件54被连接到控制系统43。其后，在步 骤71处，可以发起测量会话。测量会话可以由用户经由操作单元 49通过例如发起命令手动地发起。接着，在步骤72处，确定放射 焦点，即准直器的尺寸。在该示例性实施例中，选择具有相对平的 放射强度曲线最大值的放射焦点。随后，在步骤73处，定位二极管 元件54，使得二极管元件54的敏感区在中心被定位在放射治疗单 元10的焦点处。为了获取该定位，用于该特定测量工具50和二极 管元件54的校准值被获取并且用于定位。校准值可以被存储在控制 系统43的存储装置47中或操作单元49中，或者诸如可连接到操作 单元49或控制系统43的USB存储器的便携式存储装置中，或者可 载入到操作单元49或控制系统43中的CD中。因此，定位二极管 元件54从而基本上根据校准值调整敏感区的Leksell坐标(100， 100， 100)，这会导致实际位置将是例如(100.015， 99.98, 100)。在步 骤74处，关于剂量强度和二极管特性来调整放大率，并且测量在放 射单元10的焦点处的放射强度。在焦点处的放射强度是最大的，且 该最大值在扫描程序期间用于找出放射曲线的边沿。接着，在步骤 75处，执行扫描程序，在该程序期间扫描三个正交的Leksell坐标 方向的两个方向。依照一个实施例，在放射曲线的每个边沿处沿每 个方向获取三个测量值(在最大放射强度的47%、 50%和53%处)， 即12个位置值。每个测量值被存储以便在确定焦点时使用。其后， 在步骤76处，位置值在轴向上被求和并除以所获取的测量点的数 目，并且确定半高宽的中心。接着，在步骤77处，终止测量会话。 在步骤78处，可以在例如操作单元49的监视器处向用户呈现结果。 由此，可以检查所确定的半高宽的中心是否位于计划的Leksell坐标 中，由此可以检查例如定位单元20相对于放射治疗单元10的恒定
18焦点(stationary focus )的预定位置是否正确。
如技术人员能够容易地认识到的，有多个上述方法的可构想的替换实施例，例如可以改变在扫描进程期间获取的测量值的数目，可以改变放射强度的相对值和/或可以改变用于计算半高宽的中心的进程。
虽然已经示出和描述了本发明的示例性实施例，对本领域的普通技术人员显而易见的是可以对本文所描述的本发明作出许多改变、修改或替换。因此，可以理解本发明的以上描述和附图旨在被看作其非限制性示例，而保护的范围由所附专利权利要求来限定。
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权利要求
1.一种确定在放射治疗系统中定位系统相对于固定焦点的预定位置的方法，所述放射治疗系统包括具有固定放射焦点的放射治疗单元(10)；测量工具(50、50’)，用于保持适合于测量所述焦点中的放射强度的至少一个二极管元件(54)；用于相对于放射治疗单元(10)中的所述固定焦点来定位患者中的治疗区的定位系统(20)，其中所述测量工具(50、50’)能被配置成与定位系统(20)固定啮合；以及控制系统(43)，适合于控制所述定位系统(20)的移动，控制所述定位系统(20)的移动以便确定(76)所述预定位置。
2. 如权利要求l的方法，包括以下步骤在预定数目的测量点的每一个处获取(75)测量数据，所述数 据包括坐标，其中所述测量数据是从放射强度曲线获取的；以及相对于所述放射单元(10)的所迷固定焦点确定(76)所述患 者定位系统(20)的所述预定位置。
3. 如权利要求1或2的方法，还包括以下步骤 借助于所述定位系统(20 )来定位(73 )所述二极管元件(54 )，使得所述二极管元件(54)的敏感区基本上位于所述固定焦点中。
4. 如权利要求2或3的方法，其中获取测量数据的步骤包括 以下步骤通过依照所述测量协议沿三个基本上正交的轴移动所述二极管 元件(54)在所述预定数目的测量点的每一个处获取测量数据。
5. 如权利要求l-4的方法，其中确定所述预定位置的步骤包 括以下步骤使用在所述测量点处测量的位置确定(76)所述获取的坐标的 三维中心坐标。
6. 如权利要求l-5的方法，其中获取测量数据的步骤包括以下步骤获取(74)在所述二极管元件(54)基本上位于所述固定焦点 中的位置处的测量值；确定(74)对应于在所述二极管元件基本上位于所述固定焦点 中的所述位置处的放射强度的值；以及获取(75)在所述放射强度曲线的边沿处沿三个基本上正交的 移动轴的所述预定数目的测量点处的测量数据，所述数据包括坐标 和放射强度，其中所述边沿借助于对应于在所述二极管元件(54) 基本上位于所述固定焦点中的所述位置处的放射强度的所述值来标 识。
7. 如前迷权利要求1-6中的任何一个的方法，还包括以下步对保持二极管元件(54)的测量工具(50、 50，)执行测量工具 校准测量会话，包括使用测量工具坐标系相对于所述放射单元的所述固定焦点的相 对位置，确定所述二极管元件(54)的敏感区的坐标；以及将所述坐标存储为校准值。
8. 如权利要求7的方法，其中定位所述二极管元件(54)的步 骤包括以下步骤基于所述校准值调整所述定位系统(20)的位置。
9. 如前述权利要求4-8中的任何一个的方法，其中使用在所 述测量点处测量的放射强度确定所述获取的坐标的三维中心坐标的 步骤包括以下步骤确定(76)所述放射曲线的半高宽的中心的坐标。
10. 如权利要求9的方法，其中确定所述放射曲线的半高宽的 中心的坐标的步骤包括以下步骤对相应轴的所述获取的坐标求和(76);以及 将所述和除以(76)对相应轴的所述获取的坐标值的数目，以 获取所述半高宽的中心的坐标。
11. 如前述权利要求的任何一个的方法，还包括将所述测量工具(50、 50，)安装成与定位系统(20)固定啮合的步骤。
12. —种计算机程序产品，该产品可直接载入到用于放射治疗 系统的控制系统(43)的内部存储器(47)中，包括用于使所述控 制系统(43 )执行依照权利要求1 - 8的步骤的软件代码部分。
13. —种用于确定在放射治疗系统中定位系统相对于固定焦点 位置的预定位置的控制系统，所述放射治疗系统包括具有固定放射焦点的放射治疗单元(10);测量工具(50、 50，)，用于相对于所述测量工具保持适合于 测量所述焦点中的放射强度的至少一个二极管元件(54);用于相对于放射治疗单元(10)中的所述固定焦点来定位患者 中的治疗区的定位系统(20),其中所述测量工具(50、 50，)能 被配置成与定位系统(20)固定啮合；并且其中所述控制系统(43)包括适合于控制所述定位系统(20) 的移动以便确定所述预定位置的处理装置(44)。
14. 如权利要求13的控制系统，其中所述处理装置(44)适合于在预定数目的测量点的每一个处获取测量数据，所述数据包括 坐标，其中所述测量数据是从放射强度曲线获取的；以及确定所述患者定位系统(20)相对于所述放射单元的所述固定 焦点的所迷位置。
15. 如权利要求13或14的方法，其中所述处理装置(44)适合于指示所述患者定位系统(20)定位所述二极管元件(54),使 得所述二极管元件的敏感区基本上位于所述固定焦点中。
16. 如权利要求14的方法，其中所述处理装置(44)适合于 通过指示所述定位系统(20)依照所述测量协议沿三个基本上正交的轴移动所述二极管元件在所述预定数目的测量点的每一处获 取测量数据。
17. 如权利要求13-16的控制系统，其中所述处理装置(44) 适合于使用在所述测量点处测量的位置确定(76)所述获取的坐标的 三维中心坐标。
18. 如权利要求13-17所述的控制系统，其中所述处理装置 (44)适合于在所述二极管元件(54)基本上位于所述固定焦点中的位置处 获取测量值；确定对应于所述二极管元件(54)基本上位于所述固定焦点中 的所述位置处的放射强度的值；以及在所述放射强度曲线的边沿处沿所述三个基本上正交的移动轴 的所述预定数目的测量点处获取测量数据，所述数据包括坐标和放 射强度，其中所述边沿借助于对应于所述二极管元件(54)基本上 位于所述固定焦点中的所述位置处的放射强度的所述值来标识。
19. 如权利要求13-18所述的控制系统，其中所述处理装置 (44)适合于对保持二极管元件的测量工具执行测量工具校准测量会话，包括使用所述测量工具坐标系相对于所述放射单元的所述固定焦点 的相对位置，确定所述二极管元件的敏感区的坐标；以及 将所迷坐标存储为校准值。
20. 如权利要求19的控制系统，其中所述处理装置(44)适合 于在借助于所述定位系统定位所述二极管元件(54)以使得所述二 极管元件的敏感区基本上位于所述固定焦点中时，指示所述患者定 位系统(20)基于所述校准值调整所述定位系统的位置。
21. 如前述权利要求13-20中的任何一个的控制系统，其中所 述处理装置(44)适合于确定所述放射曲线的半高宽的中心的坐标。
22. 如权利要求21的控制系统，其中所述处理装置(44)适合于对相应轴的所述获取的坐标求和；以及 将所述和除以相应轴的所述获取的坐标值的数目，以获取所述半高宽的中心的坐标。
23. —种用于保持适合于测量放射强度的至少一个二极管元件 (54)的测量工具(50、 50，)，包括适合于可松开地安装在所述定 位系统(20)处的基座(56、 59)，所述基座与所述定位系统(20) 的至少一个啮合点(30、 32)固定啮合，所述测量工具(50、 50，) 适合于用在如前述权利要求13-22中的任何一个的控制系统中。
全文摘要
本发明涉及确定在包括放射治疗单元的放射治疗系统中的定位系统相对于放射治疗单元的固定放射焦点的预定位置的方法、系统、测量工具和计算机可读介质。该方法包括定位(73)二极管元件，获取(75)从放射强度曲线在预定数目的测量点的每一个处的测量数据，确定(76)所获取的坐标的三维中心坐标以及使用所确定的三维中心坐标确定(76)患者定位单元(20)相对于放射单元(10)的固定焦点的预定位置。
文档编号A61N5/10GK101663067SQ200780052229
公开日2010年3月3日 申请日期2007年2月15日 优先权日2007年2月15日
发明者P·卡尔松 申请人:埃莱克塔公共有限公司